Qt/C++开发GB28181协议化服务：基于JSON的交互协议实现视频点播与回放控制

随着GB28181服务端程序用户的增加，单一集成的应用程序模式已无法满足新的需求。为了将功能开放给第三方系统集成，需要将其改造为后台服务，并定义一套标准化的交互协议。通过TCP、WebSocket、HTTP或MQTT等协议，第三方客户端（无论是Qt、VB、C#还是Web前端）均可获取在线设备、点播视频、回放录像、接收警情通知。

服务架构采用前后端分离设计。视频点播后，流媒体服务程序（如支持RTSP、RTMP、HTTP等协议的流媒体服务器）负责将视频流分发给不同终端。网页前端可选择FLV或WebRTC格式播放，而CS架构客户端则可直接播放RTSP流。这种设计极大地拓展了系统兼容性，并且服务端与客户端的升级维护互不干扰。

一、 核心功能特性

1. 基础服务：支持设备注册、注销、心跳、校时、认证等标准GB28181流程。
2. 设备管理：自动获取并同步设备与通道信息（含中文名称），支持设备状态、配置、预置位查询。
3. 实时点播：支持主/子码流点播，内置RTP解包，支持多路流并发及通道/流级别的独立关闭。
4. 录像回放与下载：支持IPC与NVR的录像查询、回放（支持进度切换与倍速播放）及高速下载。
5. 云台控制：支持全向移动、镜头变焦、光圈调节、聚焦等PTZ控制。
6. 预置位管理：支持预置位的查询、调用、添加、修改与删除。
7. 告警与对讲：支持订阅并接收各类警情事件（如入侵检测），支持语音对讲功能。
8. 协议与兼容：同时支持UDP和TCP模式；兼容GB28181-2011/2016/2022等版本；适配海康、大华、宇视等主流厂商设备。
9. 高性能与跨平台：支持高并发消息处理与多路视频同时显示；可在Windows、Linux、macOS及多种嵌入式平台上运行。

二、 服务端协议说明

本服务端同时支持多种接入协议，便于不同场景的客户端集成：

1. TCP：监听指定端口（默认9001），客户端连接后进行数据交互，需维护心跳。
2. WebSocket：监听WebSocketServer端口（默认9002），适用于Web前端实时双向通信。
3. HTTP：监听HTTP端口（默认9003），采用POST请求，便于网页直接调用。
4. MQTT：通过MQTT Broker中转。服务端订阅固定请求主题，客户端需在请求中指定用于响应的主题。

所有通信数据均采用标准JSON格式，通过type字段区分指令类型，每条指令携带唯一的uuid用于请求-应答匹配。

心跳协议示例（TCP/WebSocket必需）：

// 客户端 -> 服务端
{"type":"heartBeat","uuid":"c7b91a2dbb2f4fe984d7d5fba11a7693"}
// 服务端 -> 客户端
{"type":"heartBeat","uuid":"c7b91a2dbb2f4fe984d7d5fba11a7693"}

MQTT请求示例（需指定响应主题）：

// 客户端 -> 服务端 (发布到 request 主题)
{
  "type": "xxx",
  "response": "response/device1", // 指定服务端应答的主题
  "uuid": "c7b91a2dbb2f4fe984d7d5fba11a7693"
}

三、 核心交互协议详解

以下是关键业务操作的JSON协议定义。

1. 服务与配置管理

• 读取配置：

  {"type":"getConfig","uuid":"唯一标识"}
  // 返回结果包含 serverId, serverIp, serverPort, listenMode 等所有配置项

• 写入配置：通过setConfig指令下发新配置，服务端将重启以应用新配置。

2. 设备与通道信息获取

• 获取设备列表：getDeviceInfo指令返回在线设备及其通道树状信息。
• 获取在线点播通道：getLiveInfo指令返回当前已被点播的通道列表。

3. 实时视频点播

• 开启点播：openVideo指令需指定deviceId, channelId。成功后将返回该路视频流的多种格式地址（RTSP, RTMP, HLS, WebRTC）。

  // 请求
  {
  "type": "openVideo",
  "uuid": "唯一标识",
  "deviceId": "34020000001320000001",
  "channelId": "34020000001310000001",
  "enableAudio": false
  }
  // 响应
  {
  "type": "openVideo",
  "uuid": "同一标识",
  "directPlay": true,
  "result": {
  "rtsp": "rtsp://192.168.0.110:8554/stream/...",
  "webrtc": "http://192.168.0.110:8889/stream/..."
  // ... 其他格式地址
  }
  }

• 关闭点播：使用closeVideo指令。

4. 录像回放与控制

• 回放录像：openVideo指令增加startTime与endTime参数，返回流地址。
• 回放控制：playControl指令，通过controlType(play/pause/scale/position)和controlValue(倍速值/进度秒数)控制播放。

5. 云台与预置位控制

• 云台控制：ptzControl指令，通过ptzType(如right, zoomIn)和ptzSpeed(1-255)控制。
• 预置位管理：getPreset(查询)、setPreset(调用)、addPreset(添加)、delPreset(删除)指令。查询结果通过异步通知返回。

6. 告警与异步通知

服务端会主动向客户端推送特定事件，例如：

• 设备变更：deviceChange类型消息，通知客户端设备或通道状态有更新。
• 警情上报：alarmInfo类型消息，携带报警设备、通道、类型、内容及时间。
• 操作结果：如预置位查询结果(getPreset)、录像文件查询结果(selectRecord)、文件下载完成(downFinsh)等，均通过独立的异步消息返回。

通过这套清晰定义的JSON协议，后台服务成功将GB28181视频监控能力封装为标准化的API，为构建更复杂的安防平台或AI视频分析系统提供了坚实、解耦的基础。